一种采用液相还原法生产银粉的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及银粉生产领域，具体涉及一种采用液相还原法生产银粉的工艺。
【背景技术】
[0002] 随着电子工业的蓬勃发展，导电材料的需求也越来越大。银粉，作为电子工业中应 用最广泛的一种贵金属粉末，是制作厚膜、电阻、陶瓷、介质等电子浆料的基本功能材料。因 此，对于银粉的制备就显得尤为重要。
[0003] 对于银粉的制备方法，最常见的就是通过化学还原反应将硝酸银制备成符合目标 参数的银粉。化学还原反应结束后，由于银粉里含有大量的杂质，需要用去离子水对银粉进 行洗涤，当银粉在反应釜里沉淀后，再抽取上层清液。洗涤一沉淀一抽取清液，这样的程序 需反复进行数次，直至洗涤后水的电导率小于工艺的规定值为止。
[0004] 现在常见的银粉制备工艺中，银粉洗涤沉淀后采用耐酸碱抽水栗抽取上层清液 水，抽取时，由于抽水栗吸力较大，银粉流失较多。也有改进后的银粉的清洗流程，不用耐酸 碱抽水栗，而是利用虹吸原理，直接用水管抽取上层清液，这样可大大减少抽取清液时银粉 的流失。但是，利用虹吸原理抽取上层清液，抽水到接近银粉沉淀的位置时，由于银粉颗粒 很小，在抽水管口附近有较大虹吸力量，银粉还是容易被抽水管抽走，使得银粉少部分流 失，这样银粉的投入产出率只能达到98%左右，浪费了银资源，增加了企业的生产成本。
[0005] 中国发明专利，公开号为:CN104325151A，名称为:一种银粉制备方法，由于在清洗 银粉初成品时候，未采取保护措施，可能导致银粉流失较严重，产率较的，导致生产成本较 高的弊端。因此需要对银粉的生产工艺作进一步改进。
【发明内容】
[0006] 针对以上现有技术的不足，提供一种减少银粉的流失、提高银粉的产率、降低银粉 生产成本的用液相还原法生产银粉的工艺。
[0007] 实现本发明的技术方案为：一种采用液相还原法生产银粉的工艺，该方法包括如 下步骤：
[0008] a、银盐溶液的准备:将硝酸银溶于去离子水中，制得浓度为0.5~1.5mol/L的硝酸 银溶液，再将所述硝酸银溶液置入反应釜中待用；
[0009] b、银粉的制备:先将所述硝酸银溶液加热到35~40°C，然后加入碱性物质溶液;接 着继续加热所述硝酸银溶液到47~53°C，再加入分散剂;又继续加热所述硝酸银溶液到58 ~61°C，加入还原剂;直到所述硝酸银溶液里的化学反应完全，得银粉初成品；
[0010] c、银粉的清洗:①、先向所述反应釜中加入去离子水，对所述银粉初成品进行洗 涤，然后静置;②、待所述反应釜中的银粉沉淀至下层后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反应釜里的上层清液;③、当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，在所述虹吸管入 口处放置一个带凹槽的档板;所述挡板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述挡板的凹 槽内；所述凹槽的上端边缘高于所述银粉沉淀的位置且低于液面；当所述反应釜中的液面 低于所述挡板的凹槽的上端边缘时，再重复前述过程①、②、③5~7次;最后烘干，得银粉成 品。
[0011]优选的，为了能较快地将所述硝酸银溶液中的银离子完全变成固定的银化合物， 所述步骤b中，所述碱性物质溶液为浓度为5~6.5mol/L氢氧化钠溶液;加入氢氧化钠溶液 时，所述硝酸银溶液的温度为37°C;所述氢氧化钠溶液与所述硝酸银溶液的体积比为18~ 22:100〇
[0012]优选的，为了防止所述固体银化合物聚集，所述步骤b中，所述分散剂为聚乙烯吡 咯烷酮、明胶、单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或一种以上的混合物。
[0013]优选的，为了将所述固体的银化合物较均匀地分散在溶液中，所述步骤b中，加入 的所述分散剂为明胶;加入明胶时，所述硝酸银溶液的温度为50°c;所述明胶的质量与所述 硝酸银溶液的体积比为〇. 8~1 g/1L。
[0014]优选的，为了便于将含银化合物还原成银粉，所述步骤b中，所述还原剂为铝、铁、 锌、铜、甲酸、甲酸盐、水合肼、醛类、胺类、醇类、葡萄糖、脂肪酸或抗坏血酸中的一种。
[0015] 优选的，为了快速、方便、完全地将含银化合物还原成银粉，所述步骤b中，所述还 原剂为水合肼;加入水合肼时，所述硝酸银溶液的温度为60°c ;所述水合肼与所述硝酸银溶 液的体积比为2~4/100。
[0016] 优选的，为了防止银粉聚集，所述步骤c中，所述清洗后的银粉在烘干前，还加入了 粒度为1~2um的玻璃粉;所述加入的玻璃粉与所述步骤a中溶于去离子水的硝酸银的质量 比为 0.3 ~0.6:100。
[0017] 本发明的有益效果在于:本发明所提供的采用液相还原法生产银粉的工艺，由于 在银粉的清洗过程中，利用了虹吸原理，采用虹吸管来排除洗涤银粉后的水，简化了生产设 备，节约了生产成本;最重要的是，当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，在所述虹 吸管入口处放置一个带凹槽的档板，减小了虹吸管入口处的虹吸力，大大减少了排水时银 粉的损失，使得银粉的产出率能够达到98.5%以上，大大降低了企业的成本。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施 例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。
[0019] 实施例1
[0020] 生产银粉1的步骤如下：
[0021] a、银盐溶液的准备：将50重量份的硝酸银溶于去离子水中，制得浓度为0.5mol/L 的硝酸银溶液，再置入反应釜中待用；
[0022] b、银粉的制备:先将所述硝酸银溶液加热到35°C，然后加入5mol/L氢氧化钠溶液； 接着继续加热所述硝酸银溶液到47°C，此时会产生固体银化合物，为了防止固体银化合物 聚集，可以通过加入分散剂来实现，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、明胶、单乙醇胺、二乙醇 胺和三乙醇胺中的一种或一种以上的混合物，本实施例中加入的是明胶；又继续加热所述 硝酸银溶液到58°C，然后加入还原剂，进行还原反应，还原剂可以是常用的铝、铁、锌、铜、甲 酸、甲酸盐、水合肼、醛类、胺类、醇类、葡萄糖、脂肪酸或抗坏血酸中的一种都可以，本实施 例加入水合肼;直到所述硝酸银溶液里的化学反应完全，得银粉初成品；加入的所述氢氧化 钠溶液与所述硝酸银溶液的体积比为18:100;加入的所述明胶的质量与所述硝酸银溶液的 体积比为0.8g/lL;加入的所述水合肼与所述硝酸银溶液的体积比为2/100;
[0023] c、银粉的清洗:①、先向所述反应釜中加入去离子水，对所述银粉初成品进行洗 涤，然后静置;②、待所述反应釜中的银粉沉淀至下层后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反应釜里的上层清液;③、当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，在所述虹吸管入 口处放置一个带凹槽的档板;所述挡板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述挡板的凹 槽内；所述凹槽的上端边缘高于所述银粉沉淀的位置且低于液面；当所述反应釜中的液面 低于所述挡板的凹槽的上端边缘时，再重复前述过程①、②、③5次；最后再加入0.3重量份 的粒度为lum的玻璃粉，搅拌均匀后烘干，得成品。
[0024] 实施例2
[0025] 银粉2的生产步骤如下：
[0026] a、银盐溶液的准备：将50重量份的硝酸银溶于去离子水中，制得浓度为1 .Omol/L 的硝酸银溶液，再置入反应釜中待用；
[0027] b、银粉的制备:先将所述硝酸银溶液加热到37°C，然后加入5.5mol/L氢氧化钠溶 液;接着继续加热所述硝酸银溶液到50°C，再加入明胶；又继续加热所述硝酸银溶液到60 °C，加入三乙醇胺;直到所述硝酸银溶液里的化学反应完全，得银粉初成品；加入的所述氢 氧化钠溶液与所述硝酸银溶液的体积比为20:100;加入的所述明胶的质量与所述硝酸银溶 液的体积比为〇. 9g/lL;加入的所述三乙醇胺与所述硝酸银溶液的体积比为3/100;
[0028] c、银粉的清洗:①、先向所述反应釜中加入去离子水，对所述银粉初成品进行洗 涤，然后静置;②、待所述反应釜中的银粉沉淀至下层后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反应釜里的上层清液;③、当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，在所述虹吸管入 口处放置一个带凹槽的档板;所述挡板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述挡板的凹 槽内；所述凹槽的上端边缘高于所述银粉沉淀的位置且低于液面；当所述反应釜中的液面 低于所述挡板的凹槽的上端边缘时，再重复前述过程①、②、③6次；最后再加入0.2重量份 份的粒度为1.5um的玻璃粉，搅拌均匀后烘干，得成品。
[0029] 实施例3
[0030] 银粉3的生产步骤如下：
[0031] a、银盐溶液的准备：将50重量份的硝酸银溶于去离子水中，制得浓度为1.5mol/L 的硝酸银溶液，再置入反应釜中待用；
[0032] b、银粉的制备：先将所述硝酸银溶液加热到40°C，然后加入6.5mol/L氢氧化钠溶 液;接着继续加热所述硝酸银溶液到53°C，再加入明胶；又继续加热所述硝酸银溶液到61 °C，加入三乙醇胺;直到所述硝酸银溶液里的化学反应完全，得银粉初成品；加入的所述氢 氧化钠溶液与所述硝酸银溶液的体积比为22:100;加入的所述明胶的质量与所述硝酸银溶 液的体积比为1.0g/lL;加入的所述三乙醇胺与所述硝酸银溶液的体积比为4/100;
[0033] c、银粉的清洗:①、先向所述反应釜中加入去离子水，对所述银粉初成品进行洗 涤，然后静置;②、待所述反应釜中的银粉沉淀至下层后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反应釜里的上层清液;③、当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，在所述虹吸管入 口处放置一个带凹槽的档板;所述挡板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述挡板的凹 槽内；所述凹槽的上端边缘高于所述银粉沉淀的位置且低于液面；当所述反应釜中的液面 低于所述挡板的凹槽的上端边缘时，再重复前述过程①、②、③7次;最后再加入0.15重量份 的粒度为2um的玻璃粉，搅拌均匀后烘干，得成品。
[0034] 对比实施例4~6
[0035] 在银粉的清洗过程中，除了当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，不在所 述虹吸管入口处放置一个带凹槽的档板外，其他条件分别同实施例1~3。分别制得银粉4、 银粉5和银粉6。
[0036] 分别检测出实施例1~6中的成品中的金属银含量，再统计实施例1~6中金属银的 产率和金属银的损失率，详见表1。
[0037] 表 1
[0040] 再从实施例1~3中分别选取适量的银粉1、银粉2和银粉3进行物理性能测试，详见 表2。
[0041] 表 2
[0042]
[0043] 由表1可以得出，采用本发明所提供的工艺来生产银粉，与现有技术相比，银的损 失量要小得多，这提高了银的转化率，大大节约了企业的生产成本。
[0044] 由表2可以得出，采用本发明所提供的工艺来生产银粉，其粒度的要求完全符合导 电材料的使用要求。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种采用液相还原法生产银粉的工艺，其特征在于，该方法包括如下步骤： a、 银盐溶液的准备:将硝酸银溶于去离子水中，制得浓度为0.5~1.5mol/L的硝酸银溶 液，再将所述硝酸银溶液置入反应釜中待用； b、 银粉的制备:将所述硝酸银溶液加热到35~40°C，然后加入碱性物质溶液;接着继续 加热所述硝酸银溶液到47~53°C，再加入分散剂;又继续加热所述硝酸银溶液到58~61°C， 加入还原剂;直到所述硝酸银溶液里的化学反应完全，得银粉初成品； c、 银粉的清洗:①、先向所述反应釜中加入去离子水，对所述银粉初成品进行洗涤，然 后静置;②、待所述反应釜中的银粉沉淀至下层后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所述反 应釜里的上层清液;③、当所述虹吸管抽水到接近银粉沉淀的位置时，在所述虹吸管入口处 放置一个带凹槽的档板;所述挡板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述挡板的凹槽内； 所述凹槽的上端边缘高于所述银粉沉淀的位置且低于液面；当所述反应釜中的液面低于所 述挡板的凹槽的上端边缘时，再重复前述过程①、②、③5~7次;最后烘干，得银粉成品。2. 根据权利要求1所述的采用液相还原法生产银粉的工艺，其特征在于:所述步骤b中， 所述碱性物质溶液为浓度为5~6.5mol/L氢氧化钠溶液;加入氢氧化钠溶液时，所述硝酸银 溶液的温度为37°C ;所述氢氧化钠溶液与所述硝酸银溶液的体积比为18~22:100。3. 根据权利要求1所述的采用液相还原法生产银粉的工艺，其特征在于:所述步骤b中， 所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、明胶、单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或一种以上 的混合物。4. 根据权利要求3所述的采用液相还原法生产银粉的工艺:所述步骤b中，加入的所述 明胶时，所述硝酸银溶液的温度为50°C;所述明胶的质量与所述硝酸银溶液的体积之比为 0.8~lg/lL〇5. 根据权利要求1所述的采用液相还原法生产银粉的工艺，其特征在于:所述步骤b中， 所述还原剂为铝、铁、锌、铜、甲酸、甲酸盐、水合肼、醛类、胺类、醇类、葡萄糖、脂肪酸或抗坏 血酸中的一种。6. 根据权利要求5所述的采用液相还原法生产银粉的工艺，其特征在于:所述步骤b中， 加入所述水合肼时，所述硝酸银溶液的温度为60°C;所述水合肼与所述硝酸银溶液的体积 比为2~4/100。7. 根据权利要求1所述的采用液相还原法生产银粉的工艺，其特征在于:所述步骤c中， 所述清洗后的银粉在烘干前，还加入了粒度为1~2um的玻璃粉;所述加入的玻璃粉与所述 步骤a中溶于去离子水的硝酸银的质量比为0.3~0.6:100。
【专利摘要】本发明公开了一种采用液相还原法生产银粉的工艺，该方法包括如下步骤：a、银盐溶液的准备；b、银粉的制备：先将所述硝酸银溶液加热到35～40℃，然后加入碱性物质溶液；接着继续加热所述硝酸银溶液到47～53℃，再加入分散剂；又继续加热所述硝酸银溶液到58～61℃，加入还原剂；直到所述硝酸银溶液里的化学反应完全，得银粉初成品；c、银粉的清洗：向所述反应釜中加入去离子水，将所述银粉初成品清洗干净、烘干后，得银粉成品。采用本发明所提供的工艺来生产银粉，大大降低了银粉在清洗过程中的流失，提高了银粉的产率，降低了银资源的浪费，也降低了企业的生产成本。
【IPC分类】B22F9/24
【公开号】CN105710387
【申请号】CN201610120347
【发明人】蒋志全, 韩玉成, 沈邃科, 胡滔, 郑周荣, 张洪英, 吴丹菁
【申请人】中国振华集团云科电子有限公司